EP4356490B1 - Überspannungsschutz-funkenstreckenanordnung und verfahren zum betreiben einer überspannungsschutz-funkenstreckenanordnung - Google Patents

Überspannungsschutz-funkenstreckenanordnung und verfahren zum betreiben einer überspannungsschutz-funkenstreckenanordnung Download PDF

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EP4356490B1
EP4356490B1 EP22747628.0A EP22747628A EP4356490B1 EP 4356490 B1 EP4356490 B1 EP 4356490B1 EP 22747628 A EP22747628 A EP 22747628A EP 4356490 B1 EP4356490 B1 EP 4356490B1
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EP
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spark gap
overvoltage protection
protection spark
electrically conductive
conductive probe
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EP4356490C0 (de
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Bernhard Krauss
Christian Lang
Sebastian Haas
Roland Eichenseer
Juliane KLOSE
Richard Daum
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Dehn SE and Co KG
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Dehn and Soehne GmbH and Co KG
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Definitions

  • the present invention relates to a surge protection spark gap arrangement and a method for operating a surge protection spark gap arrangement.
  • a surge protection spark gap which uses the hard gas principle to generate a high pressure to prevent or extinguish follow-on currents, is known from the DE 10 2005 024 658 B4 known.
  • POM polyoxymethylene
  • Such surge protection spark gaps are subject to wear under arc loads. If the wear of the hard gas-emitting material exceeds a certain limit, the ability to quench the follow current decreases.
  • the DE 10 2011 051 738 A1 discloses a surge protection spark gap with diverging electrodes, wherein the distance between the opposing electrode surfaces is kept narrow in the ignition region and widens in the running region.
  • the pulse current load is therefore essentially limited to the ignition region, while the mains follow currents in the running region run along the diverging electrodes, and the mains follow current arc is split and extinguished in an arcing chamber.
  • the WO 2015/028436 A1 describes a spark gap with an aging detector, wherein the spark gap comprises a first discharge electrode and a second
  • Discharge electrode between which, when a certain voltage is reached, an arc discharge forms along the discharge gap between the first discharge electrode and the second discharge electrode.
  • the discharge gap is surrounded at least in sections by an electrically insulating material, wherein the electrically insulating material has an electrically conductive section at at least one location, wherein the electrically conductive section is damaged by the action of arc discharges and the aging of the spark gap can be determined by measuring the flow or the resistance or the capacitance of the electrically conductive section.
  • WO 2020/148000 A1 Furthermore, an overvoltage protection arrangement is known, wherein a horn spark gap with a chamber for arc quenching is arranged in a housing, wherein a trigger electrode is provided in the ignition region of the horn spark gap.
  • a disconnecting element can interrupt a connection of a trigger circuit to the trigger electrode and thus disconnect the trigger electrode, wherein the disconnecting element is triggered or controlled by an evaluation unit that is subject to and reacts to a line follow current-related load.
  • WO2020/14800 A1 also shows an arrangement in which the horn spark gap is connected in series with another spark gap. However, no further device for isolating the surge protection arrangement from the supply network is provided.
  • the present invention provides an overvoltage protection spark gap arrangement according to claim 1 and a method for operating an overvoltage protection spark gap arrangement according to claim 11.
  • the core of the invention is the monitoring of the reduction in the functionality of surge protection spark gaps, for example due to aging or overload, for timely disconnection, for example by triggering a fuse device or a mechanical switch device.
  • the idea underlying the present invention is to detect a specific degree of wear of the first overvoltage protection spark gap by means of a first electrically conductive probe device which is inserted into a wearing part of the first overvoltage protection spark gap in such a way that at the specific degree of wear the first electrically conductive probe device is in contact with an arc in the first overvoltage protection spark gap electrically comes into contact, as a first criterion; detecting an arc entering the second surge protection spark gap by means of a second electrically conductive probe device which electrically comes into contact with an arc in the second surge protection spark gap, as a second criterion; and separating the first terminal contact from the first main terminal and/or separating the second terminal contact from the fourth main terminal if both the first and second criteria are met.
  • the first surge protection spark gap has a hard-gas-emitting material as a wear part in at least one region, into which the first electrically conductive probe device is inserted such that it is located within the region at a specified distance from an arc region of the associated arc chamber. This allows the wear of a hard-gas-emitting surge protection spark gap to be reliably monitored.
  • the first overvoltage protection spark gap has, as a wearing part in at least one region, a substance, in particular an electrically conductive substance, which emits hard gas, in the vicinity of which the first electrically conductive probe device is inserted in such a way that it is located at a fixed distance from an arc region of the associated arc chamber outside the region.
  • the first surge protection spark gap has an electrically insulating material as a wear part in at least one region, into which the first electrically conductive probe device is inserted such that it is located within the region at a specified distance from an arc region of the associated arc chamber. This allows the wear of any surge protection spark gap with an insulator region to be reliably monitored.
  • the second overvoltage protection spark gap has a first and a second diverging electrode which terminate in a quenching chamber which has a plurality of quenching plates arranged in parallel, and wherein the second electrically conductive probe device is arranged between two adjacent quenching plates or is electrically connected to a quenching plate.
  • the second overvoltage protection spark gap has a hard gas-emitting substance in at least one region, into which the second electrically conductive probe device is inserted such that it is located in an arc region of the associated arc chamber.
  • the second overvoltage protection spark gap has an arc chamber surrounded by an insulator region, into which the second conductive probe device is inserted through the insulator region.
  • the disconnecting device has a fuse device which can be triggered by the trigger signal and which is connected between the first main connection and the first connection contact.
  • the disconnecting device comprises a mechanical switch device which is connected between the first main connection and the first connection contact.
  • the triggering device comprises a current limiting resistor and an indicator fuse, which are connected in series in the current path between the first electrically conductive probe device and the second electrically conductive probe device.
  • Fig. 1 shows a circuit diagram for explaining an overvoltage protection spark gap arrangement according to a first embodiment of the present invention.
  • Reference numeral 1 denotes a first overvoltage protection spark gap, which has a first main terminal 1a and a second main terminal 1b.
  • Reference numeral 1' denotes a second overvoltage protection spark gap, which has a third main terminal 1a' and a fourth main terminal 1b'.
  • the first main connection 1a can be connected to a first voltage line S1 of a supply network via a first connection contact A1 and the fourth main connection 1b' can be connected to a second voltage line S2 of the supply network via a second connection contact A2.
  • the second main terminal 1b and the third main terminal 1a' are electrically connected to one another in such a way that the first overvoltage protection spark gap 1 and the second overvoltage protection spark gap 1' are connected in series.
  • the second overvoltage protection spark gap 1' can be triggered via a trigger device 50 which is connected between the first and second voltage lines S1, S2.
  • a fuse device 8 which can be triggered by a bridge igniter 7, is connected between the first main terminal 1a and the first connection contact A1.
  • the inherent melting function of the fuse device 8 serves to isolate the spark gap arrangement in the event of wear or aging, as will be described later.
  • the bridge igniter 7 is connected on the one hand to the first main terminal 1a and on the other hand can be connected to the second voltage line S2 via a current limiting resistor 12 and a switch device 11 controllable by a trigger signal S.
  • the components 7, 8, 11, 12 thus form a separating device A for separating the first connection contact A1 from the first main connection 1a.
  • the first surge protection spark gap 1 corresponds in principle to that from the DE 10 2005 024 658 B4 known surge protection spark gap with hard gas quenching.
  • the first surge protection spark gap 1 has a first electrically conductive probe device K2, which is inserted into an electrically insulating wear part 38 of the first surge protection spark gap 1 such that, at a certain degree of wear, the first electrically conductive probe device K2 comes into electrical contact with an arc 41 in the arc chamber 40 between the main electrodes 35, 36 of the first surge protection spark gap 1.
  • the first probe device K2 is connected externally via a connecting line K2'.
  • the first surge protection spark gap 1 has a hard gas-emitting material as a wearing part 38 in at least one area, which ages when exposed to an arc due to its burn-off.
  • Area 38 can be made of POM (polyoxymethylene), for example.
  • the first electrically conductive probe device K2 for example a wire or an electrically conductive strip, is first introduced in such a way that it is located at a fixed distance from the arc region 41 of the arc chamber 40 within the region 38 and is arranged in a sandwich structure of the region 38 surrounded by the hard gas-emitting material.
  • the second surge protection spark gap 1' is, for example, a horn spark gap as shown in the DE 10 2011 051 738 A1 is known.
  • the second surge protection spark gap 1' has a first and a second diverging electrode 21a, 21b.
  • the distance between the first and second diverging electrodes 21a, 21b is kept small, whereas the distance between the first and second diverging electrodes 21a, 21b becomes increasingly wider in a running region L.
  • the first and second diverging electrodes 21a, 21b end in an arcing chamber 25, which has a plurality of parallel-arranged arcing plates 21c.
  • the electrodes or guide plates may end some distance below the arc chamber. The arc then essentially bridges the distance to the arc chamber by expansion.
  • the second overvoltage protection spark gap 1' has a second electrically conductive probe device 33, for example also a wire or an electrically conductive strip, which is electrically connected to an arc in the second overvoltage protection spark gap 1'. Contact occurs.
  • the second electrically conductive probe device 33 is arranged between two adjacent quenching plates 21c.
  • the first electrically conductive probe device K2 and the second electrically conductive probe device 33 are electrically connected to one another via a triggering device 28; 4", which in the present case comprises a current limiting resistor 28 and an indicator fuse 4".
  • the triggering device 28, 4" is designed to detect a current profile or a corresponding portion of the current profile in the current path IV between the first electrically conductive probe device K2 and the second electrically conductive probe device 33 in the event of wear of the region 38 of the first surge protection fin section 1.
  • the triggering device 28; 4" is designed such that the indicator fuse 4" outputs the triggering signal S to trigger the isolating device A when the detected current waveform or the corresponding portion of the current waveform meets a predetermined criterion.
  • the components shown are preferably located in a plug-in part of a two-part device (not shown).
  • the two parts consist of a base part (mounting, connection contacts, etc.) and a plug-in part (spark gaps).
  • the primary task of the second surge protection spark gap 1' is to limit and interrupt the mains follow current in the event of aging/wear. This behavior corresponds to an essential function of upstream fuses in state-of-the-art installations. If such an event occurs, it is detected by the triggering device 28, 4', and a trigger signal (electrical, mechanical, ...) A is sent to the downstream circuit. This circuit ultimately implements galvanic isolation with appropriate dielectric strength between the base part and the plug-in part. This disconnects the spark gap arrangement from the supply network.
  • the described functionality is realized through the characteristic, temporal coordination between the different spark gap technologies.
  • the technology overcomes the disadvantages of the state-of-the-art described above and requires less space, time, and individual components for installation. This also reduces the likelihood of installation errors.
  • the series connection of the first and second overvoltage protection spark gaps 1, 1' is switched into a conductive state by the trigger device 50 in the event of an overvoltage event.
  • the first overvoltage protection spark gap 1 limits the Mains follow current and extinguishes before the arc can enter the arcing chamber 25.
  • Current path IV remains inactive.
  • the first surge protection spark gap 1 reaches the wear limit, it can The mains follow current can no longer be limited, the predetermined breaking point in area 38 is activated and the first probe device K2 reaches electrical potential from the arc 41.
  • probe current path IV The "path" via probe current path IV is initially the most attractive for the current/arc, so that it partially commutates and triggers the tripping device 28, 4", thus activating the disconnecting device A.
  • Fig. 2 is a circuit diagram for explaining a surge protection spark gap arrangement according to a second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the second surge protection spark gap 1" with the first and second main terminals 1a", 1b" has no triggering.
  • the trigger device 50 can be dispensed with, thus further reducing the number of components.
  • the trigger signal S acts directly on a mechanical switch device MS, which is connected as a disconnecting device A' between the first main terminal 1a and the first connection contact A1 instead of the fuse device 8.
  • the second embodiment is constructed analogously to the first embodiment.
  • Fig. 3 is a circuit diagram for explaining a surge protection spark gap arrangement according to a third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that the second surge protection spark gap 1′′′ with the first and second main terminals 1a′′′, 1b′′′ is not a horn spark gap, but also a surge protection spark gap with hard gas quenching.
  • the second overvoltage protection spark gap 1′′′ has a second electrically conductive probe device K20, which is inserted into an electrically insulating wear part 38', e.g. made of POM, of the second overvoltage protection spark gap 1′′′ in such a way that it is an arc 41 in the arc chamber 40 between the main electrodes 35, 36 of the second surge protection spark gap 1′′′ makes electrical contact.
  • the second probe device K20 is connected externally via a connecting line K20'.
  • the second electrically conductive probe device K20 is inserted so deeply into the area 38' that it is always reached by the potential of the arc 41, in order to reliably realize the AND link between the aging of the first surge protection spark gap 1 and the entry of the arc 41 into the second surge protection spark gap. Otherwise, the structure of the second electrically conductive probe device K20 corresponds to the structure of the first probe device K2.
  • the current path IV runs from the first probe device K2 via the triggering device 28, 4" to the second probe device K20.
  • the third embodiment is constructed analogously to the first embodiment.
  • Fig. 4 is a circuit diagram for explaining a surge protection spark gap arrangement according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the first surge protection spark gap 101 with the first and second main terminals 101a, 101b does not have a hard gas-emitting region, but rather an arc chamber 40a surrounded by an insulator region 102, which lies between the first and second main electrodes 35a, 36a.
  • a first electrically conductive probe device K21 Introduced into the insulator region 102, which is subject to wear analogously to the hard gas emitting region 38, is a first electrically conductive probe device K21, which is externally connected to the current path IV via a connecting line K21'.
  • the second surge protection spark gap 1 ⁇ with the first and second main terminals 1a ⁇ , 1b ⁇ also has an arc chamber 40b surrounded by an insulator region 202, which lies between the first and second main electrodes 35b, 36b.
  • a second conductive probe device K220 is inserted into the arc chamber 40b and is externally connected to current path IV via a connecting cable K220'.
  • the second conductive probe device K220 thus regularly detects the entry of the arc into the arc chamber 40b.
  • the fourth embodiment is constructed analogously to the first embodiment.
  • Fig. 5 is a circuit diagram for explaining a surge protection spark gap arrangement according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the fifth embodiment differs from the first embodiment in that the first surge protection spark gap 111 with the first and second main terminals 111a, 111b has a conductive hard gas-emitting region 38a, which ages when exposed to an arc due to its burn-off.
  • the region 38a can be made of S-POM (black polyoxymethylene), for example.
  • the conductive hard gas-emitting region 38a surrounds the arc chamber 40b, which lies between the first and second main electrodes 35b, 36b.
  • a first annular electrically conductive probe device K22 is inserted through an air gap 70 into or near the conductive hard gas emitting region 38a which is subject to wear and is connected externally to the current path IV via a connecting line K22'.
  • the first overvoltage protection spark gap 111 reaches the wear limit and the conductive hard gas emitting area 38a has burned off, it can no longer limit the mains follow current and the first probe device K22 reaches electrical potential from the arc.
  • the fifth embodiment is constructed analogously to the first embodiment.
  • the invention is not limited to the illustrated triggering device, which mechanically triggers the downstream chain of action to the separating device, but can also be implemented purely electronically, for example.
  • the second electrically conductive probe device does not have to be arranged between two adjacent quenching plates, but must also be electrically connected to a quenching plate.
  • the first electrically conductive probe device can also be inserted in the vicinity of an insulating hard gas-emitting material, so that it is reached by the arc of the first surge protection spark gap at a certain degree of wear.

Landscapes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Circuit Breakers (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung.
    • Stand der Technik
  • Eine Überspannungsschutz-Funkenstrecke, welche das Hartgasprinzip zur Erzeugung eines hohen Druckes zur Folgestromvermeidung bzw. Löschung nutzt, ist aus der DE 10 2005 024 658 B4 bekannt. Als hartgasabgebender Stoff wird beispielsweise POM (Polyoxymethylen) verwendet. Derartige Überspannungsschutz-Funkenstrecken unterliegen einem Verschleiß bei Lichtbogenbelastungen. Übersteigt der Verschleiß des hartgasabgebenden Stoffes eine gewisse Grenze sinkt das Vermögen zur Löschung des Folgestromes.
  • Die DE 10 2011 051 738 A1 offenbart eine Überspannungsschutz-Funkenstrecke mit divergierenden Elektroden, wobei der Abstand der gegenüberliegenden Elektrodenflächen im Zündbereich eng gehalten ist und sich im Laufbereich aufweitet. Die Impulsstrombelastung begrenzt sich daher im Wesentlichen auf den Zündbereich, während die Netzfolgeströme im Laufbereich die divergierenden Elektroden entlanglaufen und der Netzfolgestrom-Lichtbogen in einer Löschkammer aufgeteilt und gelöscht wird.
  • Die WO 2015/028436 A1 beschreibt eine Funkenstrecke mit einem Alterungsdetektor, wobei die Funkenstrecke eine erste Entladungselektrode und eine hierzu beabstandete zweite
  • Entladungselektrode aufweist, zwischen denen sich bei Erreichen einer bestimmten Spannung eine Lichtbogenentladung entlang der Entladungsstrecke zwischen der ersten Entladungselektrode und der zweiten Entladungselektrode ausbildet. Die Entladungsstrecke ist zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden Stoff umgeben ist, wobei der elektrisch isolierende Stoff an zumindest einer Stelle einen elektrisch leitfähigen Abschnitt aufweist, wobei der elektrisch leitfähige Abschnitt durch Einwirkung von Lichtbogenentladungen beschädigt wird und mittels einer Messung des Durchflusses oder des Widerstandes oder der Kapazität des elektrisch leitfähigen Abschnitts die Alterung der Funkenstrecke bestimmt werden kann.
  • Aus der WO 2020/148000 A1 ist weiterhin eine Überspannungsschutzanordnung bekannt, wobei in einem Gehäuse eine Hörnerfunkenstrecke mit einer Kammer zur Lichtbogenlöschung angeordnet ist, wobei im Zündbereich der Hörnerfunkenstrecke eine Triggerelektrode vorgesehen ist. Ein Abtrennelement kann eine Verbindung einer Triggerschaltung zur Triggerelektrode unterbrechen und somit die Triggerelektrode abtrennen, wobei das Abtrennelement von einer Bewertungseinheit, welche einer netzfolgestrom-bedingten Belastung unterliegt und auf diese reagiert, ausgelöst oder gesteuert wird. Die WO2020/14800 A1 zeigt weiterhin eine Anordnung bei der die Hörnerfunkenstrecke mit einer weiteren Funkenstrecke in Reihe geschaltet ist. Eine weitere Abtrennvorrichtung der Überspannungsschutzanordnung vom Versorgungsnetz ist jedoch nicht vorgesehen.
  • Üblicherweise ist einer Funkenstrecke als SPD (Surge Protection Device) eine (Schmelz-) Sicherung als separate Komponente vorgeschaltet, die bei versagendem bzw. verschlissenem SPD den Netzfolgestrom unterbrechen kann. Die (Schmelz-)Sicherung und das SPD können in demselben Gehäuse untergebracht sein. Dabei ergeben sich folgende Nachteile:
    1. (1) Um ein entsprechendes Ableitvermögen (8/20, 10/350) zu gewährleisten, muss die vorgelagerte (Schmelz-)Sicherung entsprechend groß gewählt werden, was im Fehlerfall große Netzfolgeströme und somit eine hohe Belastung der Anlage mit sich bringt.
    2. (2) Wenn das verbrauchte SPD eine gewisse Impedanz darstellt und den Strom noch ein wenig begrenzt, kann es sein, dass die vorgeschaltete (Schmelz-)Sicherung (stark) verzögert auslöst, was zu einer hohen thermischen Beanspruchung der verbauten Teile führen kann. Außerdem kann ein Ableiter derart altern, dass er den Netzfolgestrom begrenzt, aber nicht auslöschen kann. In diesem Fall kann es zu einer hohen thermischen Belastung des gesamten Strompfades kommen.
    3. (3) Die Dimensionierung der Leiterquerschnitte muss entsprechend der bei (1) und (2) genannten Belastungen auf hohe Ströme ausgelegt werden.
    Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 11.
  • Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der Kern der Erfindung ist die Überwachung der Reduzierung der Funktionsfähigkeit von Überspannungsschutz-Funkenstrecken, beispielsweise durch Alterung bzw. Überlastung, zur rechtzeitigen Abtrennung, beispielsweise durch Triggern einer Schmelzsicherungseinrichtung oder einer mechanischen Schaltereinrichtung.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee liegt im Erfassen eines bestimmten Verschleißgrades der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke mittels einer ersten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung, welche in ein Verschleißteil der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke derart eingeführt ist, dass bei dem bestimmten Verschleißgrad die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung mit einem Lichtbogen in der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke elektrisch in Kontakt tritt, als ein erstes Kriterium; Erfassen eines Einlaufens eines Lichtbogens in die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke mittels einer zweiten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung, welche mit einem Lichtbogen in der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke elektrisch in Kontakt tritt, als ein zweites Kriterium; und Abtrennen des ersten Anschlusskontakts von dem ersten Hauptanschluss und/oder Abtrennen des zweiten Anschlusskontakts von dem vierten Hauptanschluss, falls beide vom ersten und zweiten Kriterium erfüllt sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke als Verschleißteil in mindestens einem Bereich einen hartgasabgebenden Stoff auf, in den die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung derart eingebracht ist, dass sie sich in einem festgelegten Abstand zu einem Lichtbogenbereich der zugehörigen Lichtbogenkammer umhüllt innerhalb des Bereichs befindet. So lässt sich der Verschleiß einer hartgasabgebenden Überspannungsschutz-Funkenstrecke zuverlässig überwachen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke als Verschleißteil in mindestens einem Bereich einen, insbesondere elektrisch leitfähigen, hartgasabgebenden Stoff auf, in dessen Nähe die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung derart eingebracht ist, dass sie sich in einem festgelegten Abstand zu einem Lichtbogenbereich der zugehörigen Lichtbogenkammer außerhalb des Bereichs befindet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke als Verschleißteil in mindestens einem Bereich einen elektrisch isolierenden Stoff aufweist, in den die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung derart eingebracht ist, dass sie sich in einem festgelegten Abstand zu einem Lichtbogenbereich der zugehörigen Lichtbogenkammer umhüllt innerhalb des Bereichs befindet. So lässt sich der Verschleiß einer beliebigen Überspannungsschutz-Funkenstrecke mit einem Isolatorbereich zuverlässig überwachen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke eine erste und eine zweite divergierende Elektrode aufweist, die in einer Löschkammer, welche eine Mehrzahl von parallel angeordneten Löschblechen aufweist, enden, und wobei die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung zwischen zwei benachbarten Löschblechen angeordnet ist oder mit einem Löschblech elektrisch verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke in mindestens einem Bereich einen hartgasabgebenden Stoff aufweist, in den die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung derart eingebracht ist, dass sie sich in einem Lichtbogenbereich der zugehörigen Lichtbogenkammer befindet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke eine von einem Isolatorbereich umgebene Lichtbogenkammer auf, in die die zweite leitfähige Sondeneinrichtung durch den Isolatorbereich hindurch eingeführt ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Abtrenneinrichtung eine vom Auslösesignal triggerbare Schmelzsicherungseinrichtung aufweist, welche zwischen den ersten Hauptanschluss und den ersten Anschlusskontakt geschaltet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Abtrenneinrichtung eine mechanische Schaltereinrichtung auf, welche zwischen den ersten Hauptanschluss und den ersten Anschlusskontakt geschaltet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Auslöseeinrichtung einen Strombegrenzungswiderstand und eine Indikatorsicherung auf, welche in Reihe in den Strompfad zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung und der zweiten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung geschaltet sind.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2
    ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 3
    ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 4
    ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    Fig. 5
    ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke, welche einen ersten Hauptanschluss 1a und einen zweiten Hauptanschluss 1b aufweist. Bezugszeichen 1' bezeichnet eine zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke, welche einen dritten Hauptanschluss 1a' und einen vierten Hauptanschluss 1b'aufweist.
  • Der erste Hauptanschluss 1a ist über einen ersten Anschlusskontakt A1 an eine erste Spannungsleitung S1 eines Versorgungsnetzes und der vierte Hauptanschluss 1b' ist über einen zweiten Anschlusskontakt A2 an eine zweite Spannungsleitung S2 des Versorgungsnetzes anschließbar.
  • Der zweite Hauptanschluss 1b und der dritte Hauptanschluss 1a' sind derart elektrisch miteinander verbunden sind, dass die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 und die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1' in Reihe geschaltet sind.
  • Die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1' ist bei diesem Ausführungsbeispiel über eine Triggereinrichtung 50 triggerbar, welche zwischen die erste und zweite Spannungsleitung S1, S2 geschaltet ist.
  • Zwischen dem ersten Hauptanschluss 1a und dem ersten Anschlusskontakt A1 ist eine durch einen Brückenzünder 7 triggerbare Schmelzsicherungseinrichtung 8 angeschlossen. Die inhärente Schmelzfunktion der Schmelzsicherungseinrichtung 8 dient bei diesem Beispiel zu einer Abtrennung der Funkenstreckenanordnung bei Verschleiß bzw. Alterung, wie später beschrieben wird.
  • Der Brückenzünder 7 ist einerseits mit dem ersten Hauptanschluss 1a verbunden und andererseits über einen Strombegrenzungswiderstand 12 und eine durch ein Auslösesignal S steuerbare Schaltereinrichtung 11 mit der zweiten Spannungsleitung S2 verbindbar.
  • Die Komponenten 7, 8, 11, 12 bilden somit eine Abtrenneinrichtung A zum Abtrennen des ersten Anschlusskontakts A1 von dem ersten Hauptanschluss 1a.
  • Die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 entspricht vom Prinzip der aus der DE 10 2005 024 658 B4 bekannten Überspannungsschutz-Funkenstrecke mit Hartgas-Löschung. Zusätzlich weist die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 eine erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K2 aufweist, welche in ein elektrisch isolierendes Verschleißteil 38 der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 derart eingeführt ist, dass bei einem bestimmten Verschleißgrad die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K2 mit einem Lichtbogen 41 in der Lichtbogenkammer 40 zwischen den Hauptelektroden 35, 36 der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 elektrisch in Kontakt tritt. Extern ist die erste Sondeneinrichtung K2 über eine Anschlussleitung K2' angeschlossen.
  • Die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 besitzt als Verschleißteil 38 in mindestens einem Bereich einen hartgasabgebenden Stoff, welcher bei Belastung mit einem Lichtbogen durch dessen Abbrand altert. Der Bereich 38 kann beispielsweise aus POM (Polyoxymethylen) bestehen. In den Bereich 38 ist
    die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K2, beispielsweise ein Draht oder ein elektrisch leitfähiges Band, zunächst derart eingebracht, dass sie sich in einem festgelegten Abstand zum Lichtbogenbereich 41 der Lichtbogenkammer 40 innerhalb des Bereichs 38 befindet und in einem Sandwichaufbau des Bereichs 38 umhüllt vom hartgasabgebenden Stoff angeordnet ist.
  • Bei einem Abbrand des hartgasabgebenden Materials im Bereich 38 durch den Lichtbogen 41 bis zur ersten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung K2 tritt diese mit einem Lichtbogen 41 in der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 elektrisch in Kontakt und greift dessen Potenzial ab.
  • Bei der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1' handelt es sich beispielsweise um eine Hörnerfunkenstrecke, wie sie aus der DE 10 2011 051 738 A1 bekannt ist. Insbesondere weist die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1' eine erste und eine zweite divergierende Elektrode 21a, 21b auf. In einem Zündbereich Z ist der Abstand der ersten und zweiten divergierenden Elektrode 21a, 21b gering gehalten, wohingegen sich der Abstand der ersten und zweiten divergierenden Elektrode 21a, 21b in einem Laufbereich L zunehmend verbreitert. Die erste und zweite divergierende Elektrode 21a, 21b enden in einer Löschkammer 25, welche eine Mehrzahl von parallel angeordneten Löschblechen 21c aufweist.
  • Bei anderen (nicht dargestellten) Ausführungsformen können die Elektroden oder Leitbleche bereits unterhalb der Löschkammer mit einiger Distanz enden. Der Lichtbogen überbrückt dann quasi die Distanz bis zur Löschammer durch Ausdehnung selber.
  • Die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1' weist eine zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung 33 auf, beispielsweise ebenfalls ein Draht oder ein elektrisch leitfähiges Band, welche mit einem Lichtbogen in der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1' elektrisch in Kontakt tritt. Beim vorliegenden Beispiel ist die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung 33 zwischen zwei benachbarten Löschblechen 21c angeordnet.
  • Die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K2 und die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung 33 über eine Auslöseeinrichtung 28; 4" elektrisch miteinander verbunden sind, welche vorliegend einen Strombegrenzungswiderstand 28 und eine Indikatorsicherung 4" umfasst.
  • Die Auslöseeinrichtung 28, 4" ist zum Erfassen eines Stromverlaufs oder eines entsprechenden Anteils des Stromverlaufs im Strompfad IV zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung K2 und der zweiten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung 33 im Falle des Verschleißes des Bereichs 38 der ersten Überspannungsschutz-Finkenstrecke 1 ausgelegt.
  • Die Auslöseeinrichtung 28; 4" ist derart gestaltet, dass die Indikatorsicherung 4" das Auslösesignal S zum Auslösen der Abtrenneinrichtung A ausgibt, wenn der erfasste Stromverlauf oder der entsprechende Anteil des Stromverlaufs ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
  • Alle in Fig. 1 dargestellten Komponenten befinden sich vorzugsweise in einem Steckteil eines zweiteilig ausgeführten Gerätes (nicht dargestellt). Die zwei Teile bestehen aus Basisteil (Montage, Anschlusskontaktierung, etc.) und Steckteil (Funkenstrecken).
  • Die Aufgabe der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1' besteht in erster Linie darin, den Netzfolgestrom bei "Alterung/Verschleiß zu begrenzen und zu unterbrechen. Dieses Verhalten entspricht einer wesentlichen Funktion von vorgeschalteten Sicherungen bei Installationen nach Stand der Technik. Tritt ein solches Ereignis ein, wird dies mittels der Auslöseeinrichtung 28, 4" detektiert und es wird ein Auslösesignal (elektrisch, mechanisch, ...) A an die nachgelagerte Wirkkette geschickt. Diese Wirkkette setzt letztendlich eine galvanische Trennung mit entsprechender Spannungsfestigkeit zwischen Basisteil und Steckteil um. Dadurch wird die Funkenstreckenanordnung vom Versorgungsnetz getrennt. Die beschriebene Funktionsweise ist durch die charakteristische, zeitliche Koordinierung zwischen den unterschiedlichen Funkenstreckentechnologien realisiert.
  • Die Technologie überwindet zum einen die nachteiligen Aspekte beim eingangs beschriebenen Stand der Technik und benötigt zum anderen weniger Platz, Zeit und Einzelkomponenten zur Installation. Damit einhergehend wird auch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern in der Installation reduziert.
  • Im regulären Betriebsfall wird die Reihenschaltung der ersten und zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1, 1' bei einem Überspannungsereignis durch die Triggereinrichtung 50 in einen leitfähigen Zustand versetzt. Die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 begrenzt den Netzfolgestrom und löscht, ehe der Lichtbogen in die Löschkammer 25 einlaufen kann. Der Strompfad IV bleibt inaktiv.
  • Wenn nun die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 die Verschleißgrenze erreicht, kann die sie den
    Netzfolgestrom nicht mehr begrenzen, die Sollbruchstelle im Bereich 38 wird aktiviert und die erste Sondeneinrichtung K2 gelangt an elektrisches Potenzial vom Lichtbogen 41.
  • Da der Netzfolgestrom jedoch weiter fließt/steigt, läuft nun der Lichtbogen in die Löschkammer 25 der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1'. Dadurch wird in diesem Fall der Netzfolgestrom begrenzt/gelöscht. Damit einhergehend ist die Auslösung des Sonden-Strompfades IV. Der "Weg" über den Sonden-Strompfad IV ist für den Strom/Lichtbogen zunächst am attraktivsten, so dass dieser jedenfalls zum Teil kommutiert und die Auslöseeinrichtung 28, 4" auslöst, so dass die Abtrenneinrichtung A aktiviert wird.
  • Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1" mit dem ersten und zweiten Hauptanschluss 1a", 1b" keine Triggerung aufweist. Durch geeignete Dimensionierung ist die Triggereinrichtung 50 verzichtbar und damit die Anzahl der Komponenten weiter reduziert.
  • Zudem wirkt bei der zweiten Ausführungsform das Auslösesignal S direkt auf eine mechanische Schaltereinrichtung MS, welche anstelle der Schmelzsicherungseinrichtung 8 zwischen den ersten Hauptanschluss 1a und den ersten Anschlusskontakt A1 als Abtrenneinrichtung A' geschaltet ist.
  • Ansonsten ist die zweite Ausführungsform analog zur ersten Ausführungsform aufgebaut.
  • Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1‴ mit dem ersten und zweiten Hauptanschluss 1a‴, 1b‴ keine Hörnerfunkenstrecke ist, sondern ebenfalls eine Überspannungsschutz-Funkenstrecke mit Hartgas-Löschung.
  • Dabei weist die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1‴ eine zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K20 aufweist, welche in ein elektrisch isolierendes Verschleißteil 38', z.B. aus POM, der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1‴ derart eingeführt ist, dass sie mit einem Lichtbogen 41 in der Lichtbogenkammer 40 zwischen den Hauptelektroden 35, 36 der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1‴ elektrisch in Kontakt tritt. Extern ist die zweite Sondeneinrichtung K20 über eine Anschlussleitung K20' angeschlossen. Dabei ist die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K20 derart tief in den Bereich 38' eingeführt, dass sie stets vom Potenzial des Lichtbogens 41 erreicht wird, um so die UND-Verknüpfung der Alterung der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1 und des Einlaufens des Lichtbogens 41 in die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke sicher realisieren zu können. Ansonsten entspricht der Aufbau der zweiten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung K20 dem Aufbau der ersten Sondeneinrichtung K2.
  • Der Strompfad IV verläuft bei dieser dritten Ausführungsform von der ersten Sondeneinrichtung K2 über die Auslöseeinrichtung 28, 4" zur zweiten Sondeneinrichtung K20.
  • Ansonsten ist die dritte Ausführungsform analog zur ersten Ausführungsform aufgebaut.
  • Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 101 mit dem ersten und zweiten Hauptanschluss 101a, 101b keinen hartgasabgebenden Bereich aufweist, sondern eine von einem Isolatorbereich 102 umgebene Lichtbogenkammer 40a, welche zwischen der ersten und zweiten Hauptelektrode 35a, 36a liegt.
  • Eingeführt in den Isolatorbereich 102, welcher analog zum hartgasabgebenden Bereich 38 dem Verschleiß unterliegt ist eine erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K21, welche extern über eine Anschlussleitung K21' an den Strompfad IV angeschlossen ist.
  • Die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke 1ʺʺ mit dem ersten und zweiten Hauptanschluss 1aʺʺ, 1bʺʺ weist ebenfalls eine von einem Isolatorbereich 202 umgebene Lichtbogenkammer 40b auf, welche zwischen der ersten und zweiten Hauptelektrode 35b, 36b liegt.
  • Eingeführt in die Lichtbogenkammer 40b ist eine zweite leitfähige Sondeneinrichtung K220, welche extern über eine Anschlussleitung K220' an den Strompfad IV angeschlossen ist. Die zweite leitfähige Sondeneinrichtung K220 erfasst somit regelmäßig ein Einlaufen des Lichtbogens in die Lichtbogenkammer 40b.
  • Ansonsten ist die vierte Ausführungsform analog zur ersten Ausführungsform aufgebaut.
  • Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 111 mit dem ersten und zweiten Hauptanschluss 111a, 111b einen leitfähigen hartgasabgebenden Bereich 38a aufweist, welcher bei Belastung mit einem Lichtbogen durch dessen Abbrand altert. Der Bereich 38a kann beispielsweise aus S-POM (Schwarz-Polyoxymethylen) bestehen. Der leitfähige hartgasabgebende Bereich 38a umgibt die Lichtbogenkammer 40b, welche zwischen der ersten und zweiten Hauptelektrode 35b, 36b liegt.
  • Durch einen Luftspalt 70 beabstandet eingeführt in den oder in die Nähe neben den leitfähigen hartgasabgebenden Bereich 38a, der dem Verschleiß unterliegt, ist eine erste ringförmige elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung K22, welche extern über eine Anschlussleitung K22' an den Strompfad IV angeschlossen ist.
  • Wenn nun die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke 111 die Verschleißgrenze erreicht und der leitfähige hartgasabgebende Bereich 38a abgebrannt ist, kann die sie den Netzfolgestrom nicht mehr begrenzen, und die erste Sondeneinrichtung K22 gelangt an elektrisches Potenzial vom Lichtbogen.
  • Ansonsten ist die fünfte Ausführungsform analog zur ersten Ausführungsform aufgebaut.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Auslöseeinrichtung beschränkt, welche mechanisch die nachgelagerte Wirkkette zur Abtrenneinrichtung auslöst, sondern kann beispielsweise auch rein elektronisch realisiert werden.
  • Die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung muss nicht zwischen zwei benachbarten Löschblechen angeordnet sin, sondern auch mit einem Löschblech elektrisch verbunden werden.
  • Die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung kann auch bei einem isolierenden hartgasabgebenden Stoff lediglich in dessen Nähe eingebracht werden, so dass sie bei bestimmtem Verschleißgrad vom Lichtbogen der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke erreicht wird.

Claims (13)

  1. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung, welche aufweist:
    eine erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111), welche einen ersten Hauptanschluss (1a; 101a; 111a) und einen zweiten Hauptanschluss (1b; 101b; 111b) aufweist, und eine zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ), welche einen dritten Hauptanschluss (1a'; 1a"; 1a‴; 1aʺʺ) und einen vierten Hauptanschluss (1b'; 1b"; 1b‴; 1bʺʺ) aufweist;
    wobei der erste Hauptanschluss (1a; 101a; 111a) über einen ersten Anschlusskontakt (A1) an eine erste Spannungsleitung (S1) eines Versorgungsnetzes und der vierte Hauptanschluss (1b'; 1b"; 1b‴; 1bʺʺ) über einen zweiten Anschlusskontakt (A2) an eine zweite Spannungsleitung (S2) des Versorgungsnetzes anschließbar ist;
    wobei zweite Hauptanschluss (1b; 101b; 111b) und der dritte Hauptanschluss (1a'; 1a"; 1a‴; 1aʺʺ) derart elektrisch miteinander verbunden sind, dass die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) und die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ) in Reihe geschaltet sind;
    wobei
    die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) eine erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K2; K21; K22) aufweist, welche in ein oder in die Nähe von einem Verschleißteil (38; 102; 38a) der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) derart eingeführt ist, dass bei einem bestimmten Verschleißgrad die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K2; K21; K22) mit einem Lichtbogen (41) in der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) elektrisch in Kontakt tritt, und wobei die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ) eine zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (33; K20 K220) aufweist, welche mit einem Lichtbogen in der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ) elektrisch in Kontakt tritt;
    wobei die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K2; K21; K22) und die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (33; K20; K220) über eine Auslöseeinrichtung (28; 4") elektrisch miteinander verbunden sind, welche zum Erfassen eines Stromverlaufs oder eines entsprechenden Anteils des Stromverlaufs im Strompfad (IV) zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung (K2; K21; K22) und der zweiten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung (33; K20; K220) ausgelegt ist;
    eine Abtrenneinrichtung (A; 7, 8, 11, 12; A'; MS) zum Abtrennen des ersten Anschlusskontakts (A1) von dem ersten Hauptanschluss (1a; 101a; 111a) und/oder zum Abtrennen des zweiten Anschlusskontakts (A2) von dem vierten Hauptanschluss (1b'; 1b"; 1b‴; 1bʺʺ);
    wobei die Auslöseeinrichtung (28; 4") derart gestaltet ist, dass sie ein Auslösesignal (S) zum Auslösen der Abtrenneinrichtung (A; 7, 8, 11, 12) ausgibt, wenn der erfasste Stromverlauf oder der entsprechende Anteil des Stromverlaufs ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
  2. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1) als Verschleißteil (38) in mindestens einem Bereich einen elektrisch isolierenden hartgasabgebenden Stoff aufweist, in den die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K2) derart eingebracht ist, dass sie sich in einem festgelegten Abstand zu einem Lichtbogenbereich (41) der zugehörigen Lichtbogenkammer (40) umhüllt innerhalb des Bereichs befindet.
  3. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 111) als Verschleißteil (38a) in mindestens einem Bereich einen, insbesondere elektrisch leitfähigen, hartgasabgebenden Stoff aufweist, in dessen Nähe die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K22) derart eingebracht ist, dass sie sich in einem festgelegten Abstand zu einem Lichtbogenbereich der zugehörigen Lichtbogenkammer (40b) außerhalb des Bereichs befindet.
  4. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (101) als Verschleißteil (102) in mindestens einem Bereich einen elektrisch isolierenden Stoff aufweist, in den die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K21) derart eingebracht ist, dass sie sich in einem festgelegten Abstand zu einem Lichtbogenbereich der zugehörigen Lichtbogenkammer (40a) umhüllt innerhalb des Bereichs befindet.
  5. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1") eine erste und eine zweite divergierende Elektrode (21a, 21b) aufweist, die in einer Löschkammer (25), welche eine Mehrzahl von parallel angeordneten Löschblechen (21c) aufweist, enden, und wobei die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (33) zwischen zwei benachbarten Löschblechen (21c) angeordnet ist oder mit einem Löschblech (21c) elektrisch verbunden ist.
  6. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1‴) in mindestens einem Bereich einen hartgasabgebenden Stoff (38') aufweist, in den die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K20) derart eingebracht ist, dass sie sich in einem Lichtbogenbereich (41) der zugehörigen Lichtbogenkammer (40) befindet.
  7. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1ʺʺ) eine von einem Isolatorbereich (202) umgebene Lichtbogenkammer (40b) aufweist, in die die zweite leitfähige Sondeneinrichtung (K22) durch den Isolatorbereich (202) hindurch eingeführt ist.
  8. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abtrenneinrichtung (A) eine vom Auslösesignal (S) triggerbare Schmelzsicherungseinrichtung (8) aufweist, welche zwischen den ersten Hauptanschluss (1a; 101a; 111a) und den ersten Anschlusskontakt (A1) geschaltet ist.
  9. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Abtrenneinrichtung (A') eine mechanische Schaltereinrichtung (MS) aufweist, welche zwischen den ersten Hauptanschluss (1a; 101a) und den ersten Anschlusskontakt (A1) geschaltet ist.
  10. Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auslöseeinrichtung (28; 4") einen Strombegrenzungswiderstand (28) und eine Indikatorsicherung (4") aufweist, welche in Reihe in den Strompfad (IV) zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung (K2; K21) und der zweiten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung (33; K20; K220) geschaltet sind.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Überspannungsschutz-Funkenstreckenanordnung, welche aufweist:
    eine erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111), welche einen ersten Hauptanschluss (1a; 101a; 111a) und einen zweiten Hauptanschluss (1b; 101b; 111b) aufweist;
    eine zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ), welche einen dritten Hauptanschluss (1a'; 1a"; 1a‴; 1aʺʺ) und einen vierten Hauptanschluss (1b'; 1b"; 1b‴; 1bʺʺ) aufweist;
    wobei der erste Hauptanschluss (1a; 101a; 111a) über einen ersten Anschlusskontakt (A1) an eine erste Spannungsleitung (S1) eines Versorgungsnetzes und der vierte Hauptanschluss (1b'; 1b"; 1b‴; 1bʺʺ) über einen zweiten Anschlusskontakt (A2) an eine zweite Spannungsleitung (S2) des Versorgungsnetzes anschließbar ist;
    wobei zweite Hauptanschluss (1b; 101b; 111b) und der dritte Hauptanschluss (1a'; 1a"; 1a‴; 1aʺʺ) derart elektrisch miteinander verbunden sind, dass die erste Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) und die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ) in Reihe geschaltet sind; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    Erfassen eines bestimmten Verschleißgrades der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) mittels einer ersten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung (K2; K21; K22), welche in ein oder in die Nähe von einem Verschleißteil (38; 102; 38a) der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) derart eingeführt ist, dass bei dem bestimmten Verschleißgrad die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K2; K21; K22) mit einem Lichtbogen (41) in der ersten Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1; 101; 111) elektrisch in Kontakt tritt, als ein erstes Kriterium;
    Erfassen eines Einlaufens eines Lichtbogens in die zweite Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ) mittels einer zweiten elektrisch leitfähigen Sondeneinrichtung (33; K20; K220), welche mit einem Lichtbogen in der zweiten Überspannungsschutz-Funkenstrecke (1'; 1"; 1‴; 1ʺʺ) elektrisch in Kontakt tritt, als ein zweites Kriterium;
    Abtrennen des ersten Anschlusskontakts (A1) von dem ersten Hauptanschluss (1a; 101a) und/oder Abtrennen des zweiten Anschlusskontakts (A2) von dem vierten Hauptanschluss (1b'; 1b"; 1b‴; 1bʺʺ), falls beide vom ersten und zweiten Kriterium erfüllt sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (K2; K21; K22) und die zweite elektrisch leitfähige Sondeneinrichtung (33; K20; K220) in einem gemeinsamen Strompfad (IV) angeordnet sind, weiterhin umfassend die Schritte:
    Erfassen eines Stromverlaufs oder eines entsprechenden Anteils des Stromverlaufs in dem Strompfad (IV); und
    Betätigen einer Auslöseeinrichtung (28; 4"), die derart gestaltet ist, dass sie ein Auslösesignal (S) zum Auslösen der Abtrenneinrichtung (A; 7, 8, 11, 12) basierend auf dem erfassten Stromverlauf oder auf dem entsprechenden Anteil des Stromverlaufs in dem Strompfad (IV) abgibt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Auslöseeinrichtung (28; 4") eine mechanische und/oder elektrische Wirkkette auslöst.
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